循环水设计计算

循环水设计计算

一、基础资料:

1.气象资料:

影响水温的气象资料:

大气干球温度

大气湿球温度

大气压

风向风速

2.换热器资料

为了恰当选择水处理工艺与水处理药剂,必须了解换热器的结构形式与材质,被冷却工艺介质的温度与性质等有关资料。

3.水质分析:包括水的物理、化学及菌藻分析

4.垢层与腐蚀产物的分析(旧厂改造)

二、循环冷却水的水质变化

a.CO2含量的降低:循环水冷却水与大气接触,水中游离及溶解的CO2大量散失,

引起循环水产生CaCO2结垢。

b.碱度的增加:随着循环冷却水被浓缩,冷却水的碱度会升高,当补充水被浓缩N

倍时,循环水的总碱度则相应增加为补充水总碱度的N倍,从而使冷却水的结垢倾向增大。

c.PH的变化:循环水的PH值变化与碱度、温度有关,并高于补充水的PH值,补

充水进入循环冷却水系统中后,水中游离的与溶解的CO2在曝气过程中逸入大气而散失,故冷却水的PH值逐渐上升,直到冷却水中的CO2与大气中的CO2达到平衡为止,此时的PH值称为冷却水的自然平衡PH值,冷却水的自然平衡PH值通常为8、5～9、3之间。

d.浊度的增加:在冷却塔中循环水与空气接触,使空气中的尘埃带入循环水系统。

进行旁滤处理可将循环水浊度控制在10～15mg/L(高限一般为20mg/L)。

e.含盐量的增加:循环水经蒸发损失后,水中含盐量必增加。

f.溶解氧的增加:由于水在冷却塔内喷洒曝气,水中溶解氧大量增加,达到接近该

温度与压力下氧的饱与浓度,增加了循环水设备的腐蚀。

g.微生物含量的增加:由于日光、水温及循环水中的营养成分,都就是有利于微生

物繁殖的因素,受日光照射部分常产生大量藻类,不受日光照射部分,则由于细菌、真菌的大量繁殖、生产粘泥。

h.有害气体的进入。

j.工艺泄漏物的进入。

三、水质判断

设计时我们常用的简易方法

1、极限碳酸盐硬度

公式要求循环水耗氧量≤25mg/L,最高温度t=30~65℃

[][][]⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣

⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-----+=31040768.275.540388.21t O Hy O t O Hjz 式中:Hjz ——循环水极限碳酸盐硬度(mmol/L)。

[O]——补充水的耗氧量(mg/L)

t ——循环水最高温度(℃),当t<40℃时,仍按t=40℃计。

Hy ——补充水的非碳酸盐硬度(mmol/L)

求得极限碳酸盐硬度后,可按下式判断循环水就是否发生碳酸钙沉淀: NxHz ＞Hjz 结垢

NxHz ≤Hjz 不结垢

2、饱与指数法

I L =Pho-PHs

式中:I L ——饱与指数

Pho ——水实测PH 值。

PHs ——水的碳酸钙饱与平衡的PH 值。

根据饱与指数,可对水的特性进行判断

当I L =Pho-PHs>0时,结垢。

当I L =Pho-PHs=0时,不腐蚀不结垢。

当I L =Pho-PHs<0时,腐蚀。

计算饱与PH(PHs)的简化方法

PHs=(9、7+Ns+Nt)-(N H + N A )

式中:Ns ——溶解固体常数,可查给排水手册第4册表7-6

Nt ——温度常数,可查给排水手册第4册表7-7

N H ——钙硬度常数,可查给排水手册第4册表7-8

N A ——总碱度常数,可查给排水手册第4册表7-8

四、循环水加药计算及规定

1、缓蚀与阻垢

大、中型循环冷却水处理系统,宜采用2个药剂溶解槽,溶解槽容积宜按4～24h 用药量确定。小型循环冷却水处理系统,当采用复合药剂时,可采用1个药剂溶解槽,其容积宜按不小于24h 用药量确定,当采用单独配制的药剂时,应根据实际用药品种数量确定溶解槽个数,每个溶解槽容积宜按不于24h 用药量确定。

加药设备边沿与墙体或其它设备之间应有不小于1000mm 的净距。加药设备四周应设排水明沟或其它排水设施。

循环冷却水系统的首次加药量可按下式计算:

Gf=V 、g/1000

式中:Gf——系统首次加药量(KG)

g——加药浓度(mg/L)

V——系统容积(m2)

循环水冷却水系统运行时的加药量可按下列各式计算:

G=Qe、g/[1000、(N-1)]或

G=(Qb+Qw)、g/1000,

G=(Qm-Qe)、g/1000

式中:G——加药量kg/h

Qe——蒸发损失水量m3/h

Qb——排污水量m3/h

Qw——风吹损失水量m3/h

Qm——补充水量m3/h

N——循环冷却水浓缩倍数。

2、杀菌剂

(1)加氯

当采用冲击投加方式,每天投加1～3次,每次投加持续时间为2～3h,冲击投加量为2～4mg/L、。连续投加宜取0、1～0、5mg/L。

水中余氯量控制在0、5～1、0mg/L,并维持2～3小时。

a.采用氧化型杀菌灭藻剂用量的计算:

Gc=Q、g c/1000

式中:Gc——氧化型杀菌灭藻剂用量Kg/h;

Q——循环冷却水量m3/h、

g c——氧化型杀菌灭藻剂冲击投加量mg/L

b.采用非氧化型杀菌灭藻剂用量的计算;

Gn=Q、g n/1000

式中:Gn——非氧化型杀菌灭藻剂用量Kg/h;

g n——非氧化型杀菌灭藻剂冲击投加量mg/L

加氯机应按计算出的最大加氯量选用,并应设置备用机,其备用率为50%～100%。

(2)二氧化氯与有效氯的折算

二氧化氯的氧化能力比氯要强,从理论上说,它的氧化能力就是氯的2、63倍。3、各药剂投加点位置宜按下列条件进行设计

(1)缓蚀阻垢剂、酸、液氯应投加在冷却塔集水池内靠近出水口处,缓蚀阻垢剂也可投加在循环水泵吸水池吸水池的进水口处。

(2)缓蚀阻垢剂投加管口应伸入水池内,其标高为水池常水位以下0、4～1、0m 、

(3)加酸管口应伸入水池常水位以下0、5m的深处,且距水池底或水池壁的距离不宜小于0、8m。

(4)氯投加管口应伸入水池常水位以下2/3水深处,且距水池底或水池壁的距离不宜小于0、5m。